如果你想在模式生物中进行复杂的基因组修饰，你几乎只能选择小鼠。首先，你要设计一个打靶载体，将其引入小鼠胚胎干细胞，并将这些经过修饰的细胞注射到小鼠囊胚。接着是孕育、出生、筛选，等待所需的幼崽成长到性成熟，交配和杂交，之后是更多孕育、更多筛选，一直下去。复杂的项目也许需要一年或更长时间才能完成。它几乎只对小鼠起作用。原因还不是很清楚，也许小鼠胚胎干细胞有着特别活跃的同源重组系统。大鼠和人类则不是这样。不过好消息是，最近出现的新工具让研究人员能够在几乎任何物种中实现精确的修饰，有着核苷酸水平的精确度，转基因也有着令人难以置信的速度。大部分是在特定的位置引入双链DNA断裂，然后由细胞进行修复。区别在于如何引入断裂，以及新序列靶定的难易程度。

由经过设计的、序列特异性的DNA结合元件（programmable, sequence-specific DNA-binding modules）和非特异性的DNA切割结构域结合而成的。ZFN和TALEN都可以对DNA进行 各种遗传修饰，这两种核酸酶的作用机制都是先对DNA双链分子进行切割，形成DNA双链断裂切口（DNA double-strand break），然后激活细胞内的非同源末端连接修复机制nonhomologous end joining，这是一种非保真的、容易出现遗传突变的修复机制），或者同源重组修复机制（homology-directed repair，这是一种高保真的修复机制，不容易出现突变），利用细胞自身的修复机制对DNA进行遗传学修饰。接下来，我们就将为读者介绍这种新型的、序列特异性的核酸酶，看看它们在遗传分析和遗传改造工作中都能发挥哪些功用。

Cys2 – His2 锌指结构域是在真核生物中最常见的一种 DNA 结合基序，在人类基 因组中也是编码频次排名第 2 的蛋白结构域。 一个锌指大约由 30 个氨基酸组成， 形成了一种保守的 β β ɑ 结构（图 1A ）。在锌指 ɑ 螺旋结构表面的那几个氨基 酸能够与 DNA 大沟上的 3 个碱基结合，不过这种结合的选择性会有所差异。   由 于锌指蛋白具有这种分子结构， 所以非常适于打造个性化的 DNA 结合蛋白。 在锌 指蛋白特异性识别 DNA 序列的应用当中， 最关键的工作就是设计出人造的、 非   天 然的组合， 比如含有 3 种以上的锌指蛋白 DNA 识别结构域的蛋白。 高度保守的链 接序列（ linker sequence ）的出现使这种设计成为了可能，因为有了这种链接 序列，我们就可以设计出能够识别 9~18 个碱基长度的 DNA 序列。在一段  680 亿 个碱基组成的 DNA 序列里， 18 个碱基组成的序列就足以成为一段特异性的序列， 所以如果能够设计出含有 3 种以上的锌指蛋白 DNA 识别结构域的蛋   白，那么就 意味着科学家们能够利用锌指蛋白识别出人类基因组里的任意一段 DNA 序列。 虽 然这种理论在最开始还存在一定的争议，但是后来发现，如果要识别复   杂基因 组中某一段特定序列的 DNA 片段，这种设计策略的确是最佳的方案。